第一章第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算

1、第三節(jié)第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)： 掌握蓋斯定律并能進(jìn)行化掌握蓋斯定律并能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算學(xué)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算思考：為什么在熱化學(xué)反應(yīng)方程式中通思考：為什么在熱化學(xué)反應(yīng)方程式中通?？刹槐砻鞣磻?yīng)條件？常可不表明反應(yīng)條件？強(qiáng)調(diào)：強(qiáng)調(diào)：正逆反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相正逆反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等，符號(hào)相反。等，符號(hào)相反?！?”不能省去。不能省去。知識(shí)回顧知識(shí)回顧已知石墨的燃燒熱：已知石墨的燃燒熱：H=-393.5kJ/mol 1）寫(xiě)出石墨的完全燃燒的熱化學(xué)方程式）寫(xiě)出石墨的完全燃燒的熱化學(xué)方程式 2）二氧化碳轉(zhuǎn)化為石墨和氧氣的熱化學(xué)方程式）二氧化碳轉(zhuǎn)化為石墨和氧氣的熱

2、化學(xué)方程式應(yīng)用：應(yīng)用：熱化學(xué)方程式還可以表示理論可熱化學(xué)方程式還可以表示理論可進(jìn)行實(shí)際難進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行實(shí)際難進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)思考思考 298K，101kPa時(shí)，合成氨反應(yīng)的熱時(shí)，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式化學(xué)方程式:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);H = -92.38kJ/mol 在該溫度下，取在該溫度下，取1 mol N2(g)和和3 mol H2(g)放在一密閉容器中，在催化劑存在進(jìn)放在一密閉容器中，在催化劑存在進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)放出的熱量總是少于行反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)放出的熱量總是少于92.38kJ，其原因是什么？，其原因是什么？ 該反應(yīng)是該反應(yīng)是可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)，在密閉容器中進(jìn)，在

3、密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)將達(dá)到平衡狀態(tài)，行該反應(yīng)將達(dá)到平衡狀態(tài)， 1 mol N2(g)和和3 mol H2(g)不能完全反應(yīng)不能完全反應(yīng)生成生成2 mol NH3(g)，因而放出的熱量總小于，因而放出的熱量總小于92.38kJ如何測(cè)定如下反應(yīng)如何測(cè)定如下反應(yīng): : C(s)+1/2O2(g)=CO(g) 的反應(yīng)熱的反應(yīng)熱H1能直接測(cè)定嗎？如何測(cè)？能直接測(cè)定嗎？如何測(cè)？若不能直接測(cè)，怎么辦？若不能直接測(cè)，怎么辦？思考思考計(jì)算計(jì)算1.蓋斯定律的內(nèi)容蓋斯定律的內(nèi)容:不管化學(xué)反應(yīng)是一步不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成完成或分幾步完成,其反應(yīng)熱相同。換句其反應(yīng)熱相同。換句話說(shuō)話說(shuō),化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反

4、應(yīng)體系的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。2.蓋斯定蓋斯定律直觀化律直觀化HH1+H2 CO(g)C(s)CO2(g)H1H3H2實(shí)例實(shí)例1C(s)+1/2O2(g) = CO(g) H1？CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) H2-283.0 kJ/molC(s)+O2(g) = CO2(g) H3-393.5 kJ/mol+)H1 + H2 = H3 H1 = H3 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol如何測(cè)定如下反應(yīng)如何測(cè)定如下反應(yīng): : C(s)+

5、1/2O2(g)=CO(g) 的反應(yīng)熱的反應(yīng)熱H1能直接測(cè)定嗎？如何測(cè)？能直接測(cè)定嗎？如何測(cè)？若不能直接測(cè)，怎么辦？若不能直接測(cè)，怎么辦？思考思考計(jì)算計(jì)算C(s)+1/2O2(g)=CO(g); H1 -110.5 kJ/mol下列數(shù)據(jù)表示下列數(shù)據(jù)表示H2的燃燒熱嗎？的燃燒熱嗎？Why？ H2(g)+1/2O2(g) = H2O (g) H1241.8kJ/mol H2O(g) = H2O (l) H244 kJ/mol已知已知 H2(g)+1/2O2(g) = H2O (l) HH1 H2285.8kJ/mol實(shí)例實(shí)例2 有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢或不易直接發(fā)有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢或不易直接發(fā)生，生

6、，很難直接測(cè)得很難直接測(cè)得這些反應(yīng)的這些反應(yīng)的反應(yīng)熱反應(yīng)熱，可，可通過(guò)蓋斯定律獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。通過(guò)蓋斯定律獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。2 2蓋斯定律的應(yīng)用蓋斯定律的應(yīng)用關(guān)鍵：關(guān)鍵：目標(biāo)方程式的目標(biāo)方程式的“四則運(yùn)算式四則運(yùn)算式”的導(dǎo)的導(dǎo)出出方法：方法： 1.寫(xiě)出目標(biāo)方程式確定寫(xiě)出目標(biāo)方程式確定“過(guò)渡物質(zhì)過(guò)渡物質(zhì)” (要消去的物質(zhì)要消去的物質(zhì)) 2. 然后用消元法逐一消去然后用消元法逐一消去“過(guò)渡物質(zhì)過(guò)渡物質(zhì)”，導(dǎo)出，導(dǎo)出“四則運(yùn)算式四則運(yùn)算式”。蓋斯簡(jiǎn)介蓋斯簡(jiǎn)介【例【例1】已知】已知 CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) ; H1= 283.0 kJ/mol H2(g) + 1

7、/2 O2(g) = H2O(l) ; H2= 285.8 kJ/mol C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l); H3=-1370 kJ/mol試計(jì)算試計(jì)算: 2CO(g) 4 H2(g) = H2O(l) C2H5OH (l) 的的H【解】：【解】：2 + 4 - = HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol例例2：寫(xiě)出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程：寫(xiě)出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式式 (25,101kPa時(shí)時(shí))說(shuō)明說(shuō)明： （1）可以在書(shū)中查找需要的數(shù)據(jù)可以在書(shū)中查找需要的數(shù)據(jù) （2）并告訴大家你設(shè)計(jì)的理由

8、。）并告訴大家你設(shè)計(jì)的理由。查燃燒熱表知：查燃燒熱表知：C(石墨，石墨，s)+O2(g)= CO2(g) H1=-393.5kJ/molC(金剛石，金剛石，s)+O2(g)= CO2(g) H2=-395.0kJ/mol 解解:- 得：得： C(石墨，石墨，s)= C(金剛石，金剛石，s) ; H=+1.5kJ/mol 觀察該熱化學(xué)方程式，回答觀察該熱化學(xué)方程式，回答：金剛石能自：金剛石能自動(dòng)變成石墨嗎？需要什么條件？動(dòng)變成石墨嗎？需要什么條件？ 若金剛石、石墨共若金剛石、石墨共1mol混合在氧氣中燃燒混合在氧氣中燃燒,產(chǎn)產(chǎn)熱熱QKJ,則兩者的物質(zhì)的量之比為則兩者的物質(zhì)的量之比為:Q-393.

9、5395-Q你知道神六的火箭燃料是什么嗎？你知道神六的火箭燃料是什么嗎？例例3：某次發(fā)射火箭，用：某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在（肼）在NO2中燃燒，生成中燃燒，生成N2、液態(tài)、液態(tài)H2O。已知：。已知： N2(g)+2O2(g) = 2NO2(g) ; H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g) = N2(g)+2H2O(l); H2=-534kJ/mol 假如都在相同狀態(tài)下，請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)射火箭假如都在相同狀態(tài)下，請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。2 N2H4(g)+ 2NO2(g) = 3N2(g)+4H2O(l) ; H=-1135.2kJ/mol 例例4

10、：已知：已知：CH (g) + 2O2(g)= CO2 (g) + 2H2 O (l); H= -Q1 KJ/mol2H2（g）+O2（g） = 2H2 O （g）; H= -Q2 KJ/mol2H2（g）+O2（g） = 2H2 O （l）; H=- Q3 KJ/mol 常溫下常溫下,取體積比取體積比4:1的甲烷和氫氣的的甲烷和氫氣的混合氣體混合氣體11.2L(標(biāo)況標(biāo)況),經(jīng)完全燃燒恢復(fù)常溫經(jīng)完全燃燒恢復(fù)常溫,放出的熱為放出的熱為:0.4Q1+0.05Q3 1. 已知已知25、101kPa下，石墨、金剛石下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：燃燒的熱化學(xué)方程式分別為： 據(jù)此判斷，下列說(shuō)法

11、正確的是（據(jù)此判斷，下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低時(shí)，石墨的能量比金剛石的低 B. 由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高時(shí)，石墨的能量比金剛石的高; C. 由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低時(shí)，石墨的能量比金剛石的低 D. 由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高時(shí)，石墨的能量比金剛石的高12251.393)()(molkJHgCO

12、gOsC；石墨，12241.395)()(molkJHgCOgOsC；金剛石，AC(石墨，石墨，s)+O2(g)= CO2(g) H1=-393.5kJ/molC(金剛石，金剛石，s)+O2(g)= CO2(g) H2=-395.0kJ/mol練練 2. 在在100 g 碳不完全燃燒所得氣體中，碳不完全燃燒所得氣體中，CO占占1/3體積，體積，CO2占占2/3體積，且體積，且C(s) +1/2O2(g) = CO(g)； = 110.35 kJ/molCO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； = 282.57 kJ/mol與這些碳完全燃燒相比，損失的熱量是與這些碳完全燃燒相比，損失

13、的熱量是( )A.392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJHHC練練二反應(yīng)熱的計(jì)算：二反應(yīng)熱的計(jì)算： 利用反應(yīng)熱的概念、蓋斯定律、利用反應(yīng)熱的概念、蓋斯定律、熱化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)熱化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算算: :題型一：有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的題型一：有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的的含義及書(shū)寫(xiě)的含義及書(shū)寫(xiě)題型二：燃燒熱、中和熱的判斷、題型二：燃燒熱、中和熱的判斷、求算及測(cè)量求算及測(cè)量具體內(nèi)容具體內(nèi)容:1. 已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量，已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量，寫(xiě)出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式。寫(xiě)出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式。2、有

14、關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算、有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算:（1）蓋斯定律及其應(yīng)用）蓋斯定律及其應(yīng)用 （2） 根據(jù)一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱根據(jù)一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量（或根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式），進(jìn)行量（或根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式），進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算或比較大小。有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算或比較大小。 (3)利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱課本課本P12 例例1：【解】鈉與氯氣起反應(yīng)的化學(xué)方程式如下Na(s) + 1/2Cl2(g) = NaCl (s)23g/mol H 1.0g 17.87kJH23g/mol(17.87kJ) 1.0g 411kJ/mol答：略注意熱化學(xué)方程式正確書(shū)寫(xiě)，特別注意熱化學(xué)方程式正確

15、書(shū)寫(xiě)，特別注意有關(guān)單位的正確書(shū)寫(xiě)注意有關(guān)單位的正確書(shū)寫(xiě)。課本課本P12 例例2：【解】C2H6O(l) + 3O2(g)= 2CO2(g) 3H2O (l) 46g/mol 1366.8kJ/mol 1000g XX(1366.8kJ/mol 1000g)/ 46g/mol 29710kJ答：答：1kg乙醇燃燒后放出乙醇燃燒后放出29710kJ熱量熱量設(shè)設(shè)1kg乙醇燃燒后放出的熱量為乙醇燃燒后放出的熱量為X已知：已知： 欲得到相同的熱量，需分別燃燒固體欲得到相同的熱量，需分別燃燒固體碳和氫氣的質(zhì)量比約為碳和氫氣的質(zhì)量比約為( ) A. 2:3.25 B. 12:3.25 C. 1:1 D. 3

16、93.5:241.8)()()(22gCOgOsCmolkJH/5 .393)()(21)(222lOHgOgHmolkJH/8 .241B變式練習(xí)1 變式練習(xí)變式練習(xí)2 氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷的熱氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷的熱化學(xué)方程式分別為：化學(xué)方程式分別為：H2(g)1/2O2(g)H2O(l)；H285.8kJ/molCO(g)1/2O2(g)CO2(g)；H283.0kJ/molC8H18(l)25/2O2(g)8CO2(g)9H2O(l)； H5518kJ/molCH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)； H890.3kJ/mol 相同質(zhì)量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷

17、相同質(zhì)量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃燒時(shí)放出熱量最少的是完全燃燒時(shí)放出熱量最少的是( ) A. H2(g) B. CO(g) C. C8H18(l) D. CH4(g)B1已知：已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6kJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=283.0kJ/mol 某某H2和和CO的混合氣體完全燃燒時(shí)放的混合氣體完全燃燒時(shí)放出出113.74kJ熱量，同時(shí)生成熱量，同時(shí)生成3.6g液態(tài)水，液態(tài)水，求原混合氣體中求原混合氣體中H2和和CO的物質(zhì)的量之的物質(zhì)的量之比比課堂練習(xí)：列方程求解列方程求解 若取金剛石和石墨的混合晶體共若取金剛

18、石和石墨的混合晶體共1mol在在O2中完全燃燒，產(chǎn)生的熱量為中完全燃燒，產(chǎn)生的熱量為Q kJ，則金剛石和石墨的物質(zhì)的量之，則金剛石和石墨的物質(zhì)的量之比為：比為： 。2已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：的熱化學(xué)方程式為： C(金剛石、金剛石、s)+O2(g) = CO2(g) H1395.41kJ/mol C(石墨、石墨、s)+O2(g) = CO2(g) H2393.51kJ/mol課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：3已知膽礬溶于水時(shí)溶液溫度降低，已知膽礬溶于水時(shí)溶液溫度降低，膽礬分解的熱化學(xué)方程式為：膽礬分解的熱化學(xué)方程式為：CuSO45

19、H2O(s) = CuSO4(s)+5H2O(l) H=+Q1kJ/mol 室溫下，若將室溫下，若將1mol無(wú)水硫酸銅溶解為溶液無(wú)水硫酸銅溶解為溶液時(shí)放熱時(shí)放熱Q2kJ，則（，則（ ）AQ1Q2 BQ1=Q2CQ1Q2 D無(wú)法確定無(wú)法確定A設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)過(guò)程，注意反設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)過(guò)程，注意反應(yīng)熱的正、負(fù)號(hào)！應(yīng)熱的正、負(fù)號(hào)！蓋斯定律的靈活應(yīng)用蓋斯定律的靈活應(yīng)用布置作業(yè)布置作業(yè): P.13 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10做在作業(yè)本上做在作業(yè)本上 G.H.Germain Henri Hess (18021850)俄國(guó)俄國(guó)化學(xué)家?；瘜W(xué)家。1802年年8月月7日生于瑞士日內(nèi)瓦，日生于瑞士日內(nèi)瓦

20、，1850年年12月月12日卒于俄國(guó)圣彼得堡日卒于俄國(guó)圣彼得堡(現(xiàn)為列寧格勒現(xiàn)為列寧格勒)。3歲隨父僑居俄國(guó)歲隨父僑居俄國(guó),并在俄國(guó)受教育。并在俄國(guó)受教育。1825年于多年于多爾帕特大學(xué)獲醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)證書(shū)，同時(shí)受到了化學(xué)和爾帕特大學(xué)獲醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)證書(shū)，同時(shí)受到了化學(xué)和地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)教育。地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)教育。18261827年，在斯德哥爾年，在斯德哥爾摩摩J.J.貝采利烏斯的實(shí)驗(yàn)室工作并從其學(xué)習(xí)化學(xué)。貝采利烏斯的實(shí)驗(yàn)室工作并從其學(xué)習(xí)化學(xué)?；囟韲?guó)后在烏拉爾作地質(zhì)勘探工作，后在伊爾庫(kù)回俄國(guó)后在烏拉爾作地質(zhì)勘探工作，后在伊爾庫(kù)茨克做醫(yī)生并研究礦物。茨克做醫(yī)生并研究礦物。1830年當(dāng)選為圣彼得堡年當(dāng)選為圣彼得堡科學(xué)院院士，專(zhuān)門(mén)研究化學(xué)，任圣彼得堡工藝學(xué)科學(xué)院院士，專(zhuān)門(mén)研究化學(xué)，任圣彼得堡工藝學(xué)院理論化學(xué)教授并在中央師范學(xué)院和礦業(yè)學(xué)院講院理論化學(xué)教授并在中央師范學(xué)院和礦業(yè)學(xué)院講授化學(xué)。授化學(xué)。1838年成為俄國(guó)科學(xué)院院士。年成為俄國(guó)科學(xué)院院士。蓋斯簡(jiǎn)介